CN101838090B - 以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理城市污水处理厂污泥的方法，尤其是一种以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法。方法，其特征是按照以下步骤进行：a、制作有机肥辅料；b、在常温下将污泥装入现有的搅拌机中，和有机肥辅料进行混合，然后充分搅拌形成高温堆肥料；c、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下进行高温堆肥，在高温堆肥过程中通过鼓风机调控高温堆肥料内部温度，控制其内部温度快速升温并维持在75摄氏度左右进行有机物快速发酵，维持15至20天，形成有机肥料初品；d、将腐熟、脱水的有机肥料初品进行筛选，将有机肥在常温下稳定10至15天，形成有机肥成品，最后将有机肥成品装袋，形成肥料产品。

Description

以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法

技术领域

本发明涉及一种处理城市污水处理厂污泥的方法，尤其是一种以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法。

背景技术

随着科学技术的进步和人们对环保要求的提高，人们生活产生的污水需要经过处理后才排放到自然环境，现有污水处理是通过污水处理厂(站)进行活性污泥法和生物膜法将污水沉淀或过滤，去除其中的杂质和污泥，然后将达到环境保护要求的水排放到自然环境。即为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。在此污水处理过程中，污水处理厂(站)随处理污水量会产生大量的污泥。即在污水的处理中，采用各种分离方法去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物质，从中产生的沉渣称为污泥。污水处理厂通过工程污泥处理工艺：带式浓缩脱水一体机，将含水量99.6％每吨的污泥进行初步处理以便于转运，处理后的污泥含水量也在80％每吨左右。随着城市污水处理率的不断提高，污泥的产量同样在不断增大。据相关资料统计，目前我国每年污泥产生总量达900万吨，污水处理厂污泥的规范化处置率不到20％，而处理的方法主要是填埋。甚至有一些农户将污泥直接拉到田里做有机肥，随意大量施用污泥容易导致严重的环境和卫生风险。污泥处理处置问题已经成为制约整个污水处理行业健康发展的瓶颈问题。

目前，我国城市污泥的处理、处置的方法是：1、污水处理厂产生的污泥在厂区完成简单的稳定脱水处理，然后污泥被运到污泥处理终端，其中一部分用作有机肥的污泥被送往田地，大部分被运往垃圾填埋场填埋。经过这样处理的污泥已经无害了吗？回答是否定的。按照目前的处理方法，污泥仍然存在污染隐患。因为经过简单处理后的污泥，稳定状态很容易被打破，一场雨就可以使污泥恢复原形。并且城镇污水处理厂运营条件日趋完善，所产生的污泥量日渐增多，大量占据了城市垃圾填埋场的填埋空间，所产生的渗滤液严重污染了环境，给城市垃圾填埋场造成了巨大的负担。垃圾填埋场已无接纳污水处理厂所产生的污泥的能力，必须另外设法处理和处置。填埋法还存在的问题是，由于垃圾填埋场大多为露天，经过几场雨后恢复原形的污泥就对场地的安全构成严重的危害。雨水使露天堆放的污泥变成了浑浊的稀汤，褐色的污水混着污泥在场区到处蔓延。在全国这样的情景并不新鲜。不仅污泥到处蔓延，污泥对垃圾填埋场防护设施的腐蚀渗透现象也很严重，不少垃圾填埋场的寿命被大大缩短。并且有毒有害物质可能渗入地下，污染地下水及周边生态环境。污泥填埋还受到用地的限制，污泥的输送费用也很高。2、现有污泥作为有机肥使用(土地利用)，它虽然含有部分有机质，但其中含有的重金属、病原菌和其他长效有机污染物都会对土壤产生危害，并且使作物的品质受到严重影响；污水处理过程中产生的污泥，有机物含量较高且不易稳定，易腐化，并含有寄虫卵，处理不好将造成二次污染，故必须妥善处理。在一些地方随意施用污泥肥已经导致土地盐害、烧苗和病虫害等问题。3、用作焚烧的污泥，要相应消耗大量能源，且设备复杂，能耗大，投资高，可产生二恶英等有毒有害气体。从技术难度比较，填埋的技术难度最低，其次是土地利用，难度最高的是焚烧。从投资成本来看，焚烧的投入成本最高，其次是填埋，土地利用成本最低。从环境风险来比较，焚烧和填埋分别存在尾气和地下水污染的风险，而土地利用的风险也需要控制。

如中国发明专利ZL 02117359.1号公开的一种城市污泥生物肥，它是由酵素菌2-2.3％、页岩粉4.2-4.5％、米糠24-28％、红糖4.2-4.5％、城市污泥38-42％、氮、磷、钾肥料23-27％等组份配制而成，其制备工艺是：在避光好氧状态下，原酵素菌扩大培养后，加到米糠、红糖、页岩粉中，搅拌后加到城市污泥中，再充分搅拌后，码垛发酵，发酵过程中每天倒垛1次，倒垛时加入过磷酸钙；5-7天后，产品呈粘稠状，有大量白色菌丝团出现，氧化塘异味消除，达到充分发酵程度，加入氮肥和钾肥，搅拌制成颗粒，包装入库；该肥料能活化微生物，疏松土壤增加地力，能分解消除土壤中化肥、农药残留重金属等毒素，达到无公害、无污染，可使农作物增产。又如中国发明专利申请94105972.3号公开的一种利用城市污泥、粪便生产高效颗粒有机肥料的方法，该发明属农业肥料制造工艺。是利用城市生活废水处理产生的污泥、粪便为主要原料，经熟化、脱水、粉碎、配料、造粒、烘干、筛分、包装工艺，生产各种农作物、果木生长所需的，内含高效有机质和氮、磷、钾及各种微量元素，具有速效、缓释、长效作用的颗粒有机肥料。该肥料能显著地提高农田有机质含量和农作物产量和品质。其生产方法简单、易于实施。

但是，上述现有污泥堆肥处理方法均是粗放型，即污泥通过高温腐熟的过程完全依靠污泥中菌群自然分解产生的温度，温度随机性较大，现有堆肥方法均需要进行翻堆(倒垛)步骤，用此调节堆体内部温度，所采用的翻堆机消耗大量能源并效率低下，且不容易让高温堆肥料恒温。相应的不能控制污泥转化成有机肥料的时间和质量，让污泥处理过程无法得到有效控制，进而无法大量处理污泥。以上弊病是现有污泥堆肥处理方法长期以来难以解决的技术难题。

因此，现有处理污泥的方法均存在严重缺陷，急需一种能大幅度提高污泥处理率、耗能少、不产生二次污染、且有效降低污泥处理成本的以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能大幅度提高污泥处理率、耗能少、不产生二次污染、且有效降低污泥处理成本的以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法。

本发明的以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法，其特征是按照以下步骤进行：

a、将有机废弃物粉碎成一厘米至两厘米左右的颗粒，制作成有机肥辅料；

b、在常温下将含水量75％至80％每吨有机质含量高且无重金属的污泥装入现有的搅拌机中，按照1吨污泥配比1吨有机肥辅料的比例和有机肥辅料进行混合，然后充分搅拌形成高温堆肥料；

c、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下进行高温堆肥，在高温堆肥过程中通过鼓风机调控高温堆肥料内部温度，控制其内部温度快速升温并维持在75摄氏度左右进行有机物快速发酵，维持15至20天，让污泥腐熟、脱水至含水量15％至20％每吨，形成有机肥料初品；

d、将腐熟、脱水的有机肥料初品进行筛选，然后筛选出没有腐熟成粉末状的有机肥辅料，将剩下的成粉末状的有机肥放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定10至15天，形成有机肥成品，最后将有机肥成品装袋，形成肥料产品。

在本发明步骤a中，所述有机废弃物是指木屑、药渣、禽畜粪便、作物秸秆、食用菌等农副产品加工废料(菌渣)，生活垃圾及园林垃圾(落叶、割草、修剪枝条)，粉煤灰等其中之一或其中几种的组合。当然也可以让有机废弃物的构成是以菌渣或/和秸秆为主。即有机废弃物可以全部由菌渣或秸秆构成，也可以由菌渣和秸秆构成，当然还可以由菌渣、秸秆、禽畜粪便、落叶和粉煤灰构成，但无论是以菌渣和秸秆为主，还是菌渣或秸秆为主构成有机废弃物，其主要成分都必须占有机废弃物总量的80％以上。然后，将有机废弃物粉碎成一厘米至两厘米左右的颗粒制作成有机肥辅料，目的是有机肥辅料在下一步与污泥混合后，能让污泥内形成有利于菌剂发酵腐熟的环境(能让空气流通且细菌快速繁殖)，达到效率高、腐熟彻底、升温快和发酵周期短的目的。粉碎有机废弃物可以采用现有市售的粉碎机，如：上海世邦机器有限公司生产的粉碎机等等。

在本发明步骤b中，根据农业标准NY/T 798-2004中4.2.3的规定和建设部1993年发布的《城市污水处理厂污水污泥排放标准》(CJ3025-93)，选用污水处理厂的含水量75％至80％每吨有机质含量高且无重金属的污泥，然后将污泥装入现有的搅拌机中，按照1吨污泥配比1吨有机肥辅料的比例和有机肥辅料进行混合，并且可以同时加入高温腐熟菌，比例为10吨污泥配比1公斤高温腐熟菌，然后充分搅拌形成高温堆肥料；按一定比例混合污泥和有机肥辅料、接种高温腐熟菌并且搅拌的过程，可以在现有搅拌机中进行处理，所述搅拌用的搅拌机为现有市售的搅拌机，如东莞市环亚塑胶机械厂生产的卧式搅拌机或立式搅拌机等等。

本发明步骤b中形成高温堆肥料时还可以同时加入的高温腐熟菌可以是现有多种高温腐熟菌剂(高效分解菌)，如白丝菌或北京海力特生物技术有限公司生产的有机物快速腐熟菌剂，其腐熟菌分解效率高，优势强，效果稳定的分解菌复合系。上述菌剂属于微好氧微生物，耗能少，发酵成本低，对于难分解的纤维素类物质有极强的分解作用，具有技术领先的优势，已成为目前最好的发酵菌剂之一(“有机物快速腐熟菌剂”；专利号：00121101)，能够在发酵过程中杀灭病原菌和有害杂菌。

在本发明步骤c中将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下高温堆肥，在高温堆肥过程中通过鼓风机调控高温堆肥料内部温度，控制其内部温度快速升温并维持在75(70至80)摄氏度左右进行有机物快速发酵，维持15至20天，让污泥腐熟、脱水至含水量15％至20％每吨，形成有机肥料初品。这个过程可以在现有条形发酵槽中进行。通过鼓风机调控高温堆肥料内部温度的具体方式和目的是：让鼓风机强制向高温堆肥料内部通风，初期的高温堆肥料(污泥和辅料的混合物)内部温度低，此时的菌群还没有开始腐化产生温度，将鼓风机的风管插入高温堆肥料的底部吹热风，让高温堆肥料内部快速升温至50到60摄氏度左右，创造菌群腐化环境，能有效加速物料腐熟过程。当高温堆肥料内部温度升温至50到60摄氏度左右后，高温堆肥料中菌群开始腐化产生高温，就可以停止鼓风机的升温供风，让高温堆肥料自然腐化。当高温堆肥料内部温度超过80摄氏度时，再用鼓风机强制通凉风降温，维持高温堆肥料内部温度在70至80摄氏度之间。这个过程中，不需要采用现有高温堆肥中必要的翻堆步骤，(现有均需要翻堆)相应避免了翻堆机消耗大量能源并且效率低下，不容易让高温堆肥料恒温的弊病。其目的是让混合了有机肥辅料(少部分转化成为肥料)的污泥在发酵槽中快速且可控的发酵腐熟，转化成生物有机肥。鼓风机可使高温堆肥料的堆体温度在48小时内上升到65℃以上，并维持在75摄氏度左右保持15至20天，因此能杀死有害病毒、病原菌、虫卵以及消除有机磷农药残留等可汽化有毒化合物，且腐熟成优质有机肥料粗品。本步骤中采用的鼓风机为现有市售罗茨风机，如：江苏南通利德环保设备制造有限公司生产的罗茨风机，或济南市章丘大成机械有限公司生产的罗茨风机等等。本步骤中采用的发酵槽为市售发酵槽，如北京燕北华牧科技有限公司生产的发酵槽等等。

在本发明的步骤c有机肥料粗品完成后还可以在有机肥料粗品中根据客户需要加入氮、磷、钾形成专用肥，能解决土壤板结问题，改善土壤的理化性能。施用堆肥以后可明显降低土壤的容重、增加空隙率、提高保水能力，可以使砂质土壤结成团粒、增强透风性、减少水土流失、促进植物根系的发育增长。针对作物需肥特点，提高产量、改善品质、增加土壤养分。堆肥具有优于一般化肥的一些独特的性质，它含有N、P、K及多种微量元素，肥分齐全且肥效持久，经稳定化的有机物可长时间发挥作用。

在本发明的步骤d中，将腐熟、脱水的有机肥料初品进行筛选，然后筛选出没有腐熟成粉末状的有机肥辅料，将剩下的成粉末状的有机肥放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定10至15天，形成有机肥成品，最后将有机肥成品装袋，形成肥料产品。所述筛选过程可以采用现有市售筛分机进行，如上海世邦机器有限公司生产的筛分机，或新乡市鑫原振动设备有限公司生产的筛分机等等。筛选后得到的成粉末状的有机肥颗粒度为现有市售一般化肥颗粒度。筛选(过筛)的目的是将没有充分腐熟、粗颗粒的有机辅料筛出，让筛出的这些粗颗粒有机辅料反复应用到下一次含水量75％至80％每吨的污泥混合中形成高温堆肥料。这样一来，让生产厂家在有机辅料的来源问题上可以减少负担(有些辅料来自于农作物，而一年四季中某种农作物只有较少时间可以获得)，并且能让处理污泥的速度和效率大幅度提高，不受到有机辅料来源的影响。在这个步骤中，通过筛选剩下的成粉末状的有机肥，即筛出的腐熟污泥和少量腐熟有机辅料就是有机肥，最后让有机肥在阴凉通风干燥的环境中常温下稳定10至15天，形成有机肥成品。所述的将有机肥成品装袋，形成肥料产品，采用现有肥料装袋包装工艺。

本发明以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法构建流水线的污泥日处理能力为40吨(含水率80％)，污泥处理量大幅度提高，相对焚烧工艺耗能大幅减少并排除了尾气排放的风险，相对填埋处理工艺和现有土地利用工艺消除了二次污染，且变废为宝并有效降低污泥处理成本，相对现有污泥堆肥工艺方法能通过鼓风机准确掌握污泥转化成有机肥过程中的温度，从而控制污泥转化成有机肥的过程，进而能控制污泥转化成有机肥的质量，并提高污泥转化成有机肥的速度。

与前述现有同类产品相比，本发明的以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法能大幅度提高污泥处理率、耗能少、不产生二次污染、且有效降低污泥处理成本。

本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。

具体实施方式

实施例1：本实施例中所述以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法，其特征是按照以下步骤进行：

a、将有机废弃物：2吨菌渣、6吨秸秆、1吨禽畜粪便和1吨落叶，通过现有粉碎机粉碎成一厘米左右的颗粒，制作成有机肥辅料；

b、在常温下将含水量80％每吨有机质含量高且无重金属的污泥装入现有的搅拌机中，按照1吨污泥配比1吨有机肥辅料的比例和有机肥辅料进行混合，并且同时加入白丝菌，比例为10吨污泥配比1公斤白丝菌，然后利用现有搅拌机充分搅拌形成高温堆肥料；

c、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下在条形发酵槽中高温堆肥，在高温堆肥过程中通过将鼓风机的风管插入高温堆肥料的底部吹热风，让高温堆肥料内部快速升温至60摄氏度左右，当高温堆肥料内部温度升温至60摄氏度以上后，就停止鼓风机的升温供风，让高温堆肥料自然腐化，当高温堆肥料内部温度超过80摄氏度时，再用鼓风机强制通凉风降温，维持高温堆肥料内部温度在70至80摄氏度之间，最好是控制在75摄氏度。

调控高温堆肥料内部温度，控制其内部温度快速升温并维持在75摄氏度左右进行有机物快速发酵，维持15天，让污泥腐熟、脱水至含水量15％每吨，形成有机肥料初品；

d、将腐熟、脱水的有机肥料初品用筛分机进行筛选，然后筛选出没有腐熟成粉末状的有机肥辅料，将剩下的成粉末状的有机肥放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定15天，形成有机肥成品，最后将有机肥成品装袋，形成肥料产品。

本实施例中所述有机废弃物是以菌渣和秸秆为主要原料构成的，菌渣和秸秆占有机废弃物总量的80％。

实施例2：本实施例中所述以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法，其特征是按照以下步骤进行：

a、将有机废弃物：6吨菌渣、2吨秸秆、1吨禽畜粪便和1吨落叶，通过现有粉碎机粉碎成两厘米左右的颗粒，制作成有机肥辅料；

b、在常温下将含水量75％每吨有机质含量高且无重金属的污泥装入现有的搅拌机中，按照1吨污泥配比1吨有机肥辅料的比例和有机肥辅料进行混合，并且同时加入白丝菌，比例为10吨污泥配比1公斤白丝菌，然后利用现有搅拌机充分搅拌形成高温堆肥料；

c、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下在条形发酵槽中高温堆肥，在高温堆肥过程中通过将鼓风机的风管插入高温堆肥料的底部吹热风，让高温堆肥料内部快速升温至50摄氏度左右，当高温堆肥料内部温度升温至50摄氏度以上后，就停止鼓风机的升温供风，让高温堆肥料自然腐化，当高温堆肥料内部温度超过80摄氏度时，再用鼓风机强制通凉风降温，维持高温堆肥料内部温度在70至80摄氏度之间，最好是控制在75摄氏度。

调控高温堆肥料内部温度，控制其内部温度快速升温并维持在75摄氏度左右进行有机物快速发酵，维持20天，让污泥腐熟、脱水至含水量20％每吨，形成有机肥料初品；

d、将腐熟、脱水的有机肥料初品用筛分机进行筛选，然后筛选出没有腐熟成粉末状的有机肥辅料，将剩下的成粉末状的有机肥放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定10天，形成有机肥成品，最后将有机肥成品装袋，形成肥料产品。

本实施例中所述有机废弃物是以菌渣和秸秆为主要原料构成的，菌渣和秸秆占有机废弃物总量的80％。

实施例3：本实施例中所述以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法，其特征是按照以下步骤进行：

a、将有机废弃物：10吨秸秆通过现有粉碎机粉碎成一厘米左右的颗粒，制作成有机肥辅料；

b、在常温下将含水量75％每吨有机质含量高且无重金属的污泥装入现有的搅拌机中，按照1吨污泥配比1吨有机肥辅料的比例和有机肥辅料进行混合，并且同时加入白丝菌，比例为10吨污泥配比1公斤白丝菌，然后利用现有搅拌机充分搅拌形成高温堆肥料；

c、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下在条形发酵槽中高温堆肥，在高温堆肥过程中通过将鼓风机的风管插入高温堆肥料的底部吹热风，让高温堆肥料内部快速升温至55摄氏度左右，当高温堆肥料内部温度升温至55摄氏度以上后，就停止鼓风机的升温供风，让高温堆肥料自然腐化，当高温堆肥料内部温度超过80摄氏度时，再用鼓风机强制通凉风降温，维持高温堆肥料内部温度在70至80摄氏度之间，最好是控制在75摄氏度。

调控高温堆肥料内部温度，控制其内部温度快速升温并维持在75摄氏度左右进行有机物快速发酵，维持18天，让污泥腐熟、脱水至含水量18％每吨，形成有机肥料初品；

d、将腐熟、脱水的有机肥料初品用筛分机进行筛选，然后筛选出没有腐熟成粉末状的有机肥辅料，将剩下的成粉末状的有机肥放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定18天，形成有机肥成品，最后将有机肥成品装袋，形成肥料产品。

本实施例中所述有机废弃物是以秸秆为主要原料构成的，秸秆占有机废弃物总量的100％。

Claims (2)

1.一种以可控的堆肥方式处理城市污水处理厂污泥的方法，其特征是按照以下步骤进行：

a、将有机废弃物粉碎成一厘米至两厘米的颗粒，制作成有机肥辅料；

b、在常温下将含水量75％至80％每吨有机质含量高且无重金属的污泥装入现有的搅拌机中，按照1吨污泥配比1吨有机肥辅料的比例和有机肥辅料进行混合，同时加入高温腐熟菌，比例为10吨污泥配比1公斤高温腐熟菌，所述高温腐熟菌为白丝菌，然后充分搅拌形成高温堆肥料；

c、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下进行高温堆肥，在高温堆肥过程中通过鼓风机调控高温堆肥料内部温度，控制其内部温度快速升温并维持在70至80摄氏度之间进行有机物快速发酵，维持15至20天，让污泥腐熟、脱水至含水量15％至20％每吨，形成有机肥料初品；

d、将腐熟、脱水的有机肥料初品进行筛选，然后筛选出没有腐熟成粉末状的有机肥辅料，将剩下的成粉末状的有机肥放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定10至15天，形成有机肥成品，最后将有机肥成品装袋，形成肥料产品。

2.如权利要求1所述的以堆肥的方式处理城市污水处理厂污泥的方法，其特征是所述有机废弃物是以菌渣或/和秸秆为主要原料构成的有机废弃物，菌渣或/和秸秆占有机废弃物总量的80％～100％。